電子發(fā)燒友網報道（文/黃山明）從定義中可以看到，運算放大器（Operational Amplifier，OPA）是一種具有高放大倍數的電子電路單元，通常用于放大模擬信號或進行各種數學運算。運放的工作原理和特性使其在電子電路設計中應用廣泛，從音頻放大到復雜信號處理，都能見到其身影。

而在儲能系統(tǒng)中，OPA主要應用于精密電壓或電流檢測、信號調理以及控制回路中，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定和高效運行。

比如在電壓測量上，運放通常用于測量每個單體電池的電壓，確保其在充放電過程中保持在安全范圍內。這有助于預防過充和過放狀態(tài)，從而延長電池壽命。同時，由于傳感器輸出的信號往往較小，運放被用于將這些微弱信號放大到適合進一步處理的水平。例如，在電池組的不同狀態(tài)下精確測量電壓就需要高精度的運算放大器。

在溫度監(jiān)測上，運放還用于熱敏電阻信號的調理，以監(jiān)測電池的溫度。在溫度控制系統(tǒng)中，運放可以配置成比例-積分-微分（PID）控制器的一部分，從而實現更精確的溫度調控。

當然，運放也可以配置成有源濾波器，用于消除高頻噪聲和干擾，提高信號質量。這是因為運放具有良好的共模抑制能力，它們能夠抑制電纜和傳感器引入的共模噪聲，從而提高系統(tǒng)的可靠性。

此外，運放還具有電池均衡控制、故障監(jiān)測與保護等能力，比如運放可用于檢測電壓和電流異常情況，例如過壓、欠壓、過流等，從而觸發(fā)相應的保護措施，如斷開連接或報警。在某些設計中，運放與數字隔離器結合使用，可以在高壓和低壓系統(tǒng)之間提供安全隔離，防止高壓損壞低壓電路。

國內的運算放大器方案

因為運放的特性，因此也被廣泛應用到了儲能產品中的各個方面，如BMS、電力轉換系統(tǒng)以及相關的監(jiān)控和保護電路中。具體來看，比如新能源汽車充電樁、UPS、太陽能儲能系統(tǒng)、微電網系統(tǒng)等。

運放在國內已經屬于比較成熟的產品，近幾年來更是有了顯著提升，甚至拉近了與國際巨頭的差距，如TI與國產同類產品的技術差距正在縮小。

從具體方案來看，如國內的聚洵半導體推出的GS83XX/GS85XX系列，這些是高精度、低靜態(tài)電流微型放大器，提供高阻抗輸入和軌至軌輸出。它們使用臺積電先進的CMOS工藝及全新的斬波電路結構設計，失調電壓最大僅為10μV，失調電壓漂移最大為0.03 μV/℃，并內置抗RF干擾功能。

GS600X系列放大器則是專為各種低壓通用應用而設計，具有1MHz的增益帶寬積，最低工作電壓可達1.8V，電壓轉換速率達到0.8V/μs，在5V電源電壓下的靜態(tài)電流只有75μA，并集成了抗RF干擾功能。

還有芯谷科技生產的D8541和D8542微功耗軌至軌運算放大器芯片，D8541是單運放，而D8542是雙運放。這些芯片特別適用于NTC溫度采集電路、ADC基準電壓電路、有源濾波器、電壓跟隨器、信號放大器等電路應用，并在新能源充電樁、智能充電槍、儲能等產品領域得到廣泛應用。

納芯微提供的單端和差分隔離運放NSi1300，可以用于大型儲能BMS系統(tǒng)中的信號采樣。能夠提供8.2倍或41倍增益，并保持極低的增益誤差。同時增加掉電檢測，共模輸入電壓檢測功能提供易用的安全診斷功能。通過選擇合適的采樣電阻，還可以實現0.1%系統(tǒng)精度。

總的來說，想要應用在儲能產品中，運放需要滿足低噪聲、微功耗、高精度、軌至軌輸出等特點。軌至軌輸出意味著放大器能夠驅動接近電源電壓軌的輸出信號，適合需要寬輸出擺幅的應用。

小結

在儲能產品中，運放不僅能夠實現對電池電壓、電流和溫度的高精度測量與監(jiān)控，還能夠在復雜的電力轉換和管理過程中提供關鍵的信號處理和控制功能。通過確保電池在最佳狀態(tài)下工作，運放幫助儲能系統(tǒng)維持高效、安全和穩(wěn)定的運行，有效預防過充、過放和其他潛在風險，從而延長電池壽命并提升整個儲能系統(tǒng)的可靠性和性能。